Tilt-Maze-Mechanismus
Moderator: Jan3D
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Tilt-Maze-Mechanismus
Neulich habe ich auf einer Messe ein Tilt-Maze mit einem interessanten Antrieb gesehen.
Die Arme sind mit Kugelgelenekn an der Plattform befestigt. Aber die Kinematik ist mir nicht klar. Hier wird keine Kardanische Aufhängung benötigt.
Hat jemand von Euch eine Idee wie das genau funktioniert?
Ich habe mal was mit ft probiert und KArndanrahmen, was allerings nicht so elegant ist. Von Lego gabs auch mal ein "Tilt-Maze" https://www.youtube.com/watch?v=FZ6W1r1pkNY
mit Kardan-Rahmen.
Was wären Eure Vorschläge für einen Kippmechanismus?
Ich dachte, ich hatte es verstanden: Die Plattform ist hinten an Federn befestigt und wird vorne mit den zwei Armen gekippt.Die Arme sind mit Kugelgelenekn an der Plattform befestigt. Aber die Kinematik ist mir nicht klar. Hier wird keine Kardanische Aufhängung benötigt.
Hat jemand von Euch eine Idee wie das genau funktioniert?
Ich habe mal was mit ft probiert und KArndanrahmen, was allerings nicht so elegant ist. Von Lego gabs auch mal ein "Tilt-Maze" https://www.youtube.com/watch?v=FZ6W1r1pkNY
mit Kardan-Rahmen.
Was wären Eure Vorschläge für einen Kippmechanismus?
- PHabermehl
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Re: Tilt-Maze-Mechanismus
Hmm, verstehe ich das richtig?
In "Neutralstellung" sind beide Hebel in Mittelstellung und die Plattform in waagerechter Stellung, weil die Arme sie vorne auf der Höhe der hinteren Aufhängung halten?
Wahrscheinlich ist die Platte dann hinten mittig gelenkig gelagert, die Federn dienen nur der Rückstellung...
Dann kannst Du beide Arme gleichsinnig bewegen und damit die Platte vorn hoch oder runter bewegen, oder du bewegst die Arme gegensinnig, so dass sie nach rechts oder links kippst, oder du überlagerst beide Effekte...
Gruß Peter
In "Neutralstellung" sind beide Hebel in Mittelstellung und die Plattform in waagerechter Stellung, weil die Arme sie vorne auf der Höhe der hinteren Aufhängung halten?
Wahrscheinlich ist die Platte dann hinten mittig gelenkig gelagert, die Federn dienen nur der Rückstellung...
Dann kannst Du beide Arme gleichsinnig bewegen und damit die Platte vorn hoch oder runter bewegen, oder du bewegst die Arme gegensinnig, so dass sie nach rechts oder links kippst, oder du überlagerst beide Effekte...
Gruß Peter
Re: Tilt-Maze-Mechanismus
Hallo Peter,
Es geht auch mit einem mechanischen Subtrahierer und Addierer, wie er in "Addierer/Subtrahierer mit Differential (31043)" https://neu.ftcommunity.de/bilderpool/m ... ion/38424/ beschrieben ist.
Intgegriert in meinem Modell sieht das so aus: Die Trennung der Ebenen macht es etwas einfacher, den Ball zu steuern, aber man kann sich auch langsam an die gemischte Ansteuerung gewöhnen.
Ich werde mal schauen, ob ich das ohne Kardan-Mechanismus hinbekomme.
Viele Grüße
Florian
Das ist die wahrscheinlichste Erklärung. Dann wäre die Anlenkung analog der einer Taumelscheibe bei einem Hubschrauber.PHabermehl hat geschrieben: ↑19 Mär 2023, 23:13In "Neutralstellung" sind beide Hebel in Mittelstellung und die Plattform in waagerechter Stellung, weil die Arme sie vorne auf der Höhe der hinteren Aufhängung halten?
Wahrscheinlich ist die Platte dann hinten mittig gelenkig gelagert, die Federn dienen nur der Rückstellung...
Die Steuerung ist wie von dir beschrieben. Auf dem Messestand wurde die Anlenkung über Joystick von der Software gemischt.PHabermehl hat geschrieben: ↑19 Mär 2023, 23:13Dann kannst Du beide Arme gleichsinnig bewegen und damit die Platte vorn hoch oder runter bewegen, oder du bewegst die Arme gegensinnig, so dass sie nach rechts oder links kippst, oder du überlagerst beide Effekte...
Es geht auch mit einem mechanischen Subtrahierer und Addierer, wie er in "Addierer/Subtrahierer mit Differential (31043)" https://neu.ftcommunity.de/bilderpool/m ... ion/38424/ beschrieben ist.
Intgegriert in meinem Modell sieht das so aus: Die Trennung der Ebenen macht es etwas einfacher, den Ball zu steuern, aber man kann sich auch langsam an die gemischte Ansteuerung gewöhnen.
Ich werde mal schauen, ob ich das ohne Kardan-Mechanismus hinbekomme.
Viele Grüße
Florian
- PHabermehl
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Re: Tilt-Maze-Mechanismus
Junge, junge, Du machst lustige Sachen am laufenden Band...
Großartig!
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Re: Tilt-Maze-Mechanismus
Hallo Peter,
danke für dein positives Feedback. Darüber freue ich mich natürlich.
Wenn mir eine Idee durch den Kopf geht, muss ich die unbedingt ausprobieren. Und inzwischen geht das mit ft sehr schnell.
Und dann möchte ich das auch mitteilen. Das ist halt für mich auch ein abendlicher Ausgleich zum Job.
Aber vielleicht ist meine Posting-Frequenz doch etwas zu hoch.
Viele Grüße
Florian
danke für dein positives Feedback. Darüber freue ich mich natürlich.
Wenn mir eine Idee durch den Kopf geht, muss ich die unbedingt ausprobieren. Und inzwischen geht das mit ft sehr schnell.
Und dann möchte ich das auch mitteilen. Das ist halt für mich auch ein abendlicher Ausgleich zum Job.
Aber vielleicht ist meine Posting-Frequenz doch etwas zu hoch.
Viele Grüße
Florian
- PHabermehl
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Re: Tilt-Maze-Mechanismus
Um Himmels Willen, NEIN!
Ich freue mich, weil ich aus Zeitgründen ganz viel nur in Gedanken mitverfolge, ohne selber zum Basteln zu kommen. Oft bin ich schon zufrieden, wenn ich eine gedankliche Lösung finde, ohne dass ich sie auch wirklich umgesetzt habe.
Aber wie gesagt, ich verfolge gern spannende Projekte, und Du hast ja wirklich immer wieder was auf Lager.
Also von mir aus - bitte NICHT nachlassen!
VG Peter
- Dirk Fox
- ft:pedia-Herausgeber
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Re: Tilt-Maze-Mechanismus
Hallo Florian,
Vor einer Weile hat "ftmodels" (leider weiß ich nicht, wer sich hinter den genialen Modellen dort verbirgt) einen ähnlichen Mechanismus ohne Rückstellfeder, mit Kardan-Gelenk in der Mitte benutzt, um einen Ball auf einer Platte zu steuern: https://youtu.be/1ObdFOjeSV4
Herzlicher Gruß
Dirk
nein - im Gegenteil! Mehr von dem genialen Zeug!
Vor einer Weile hat "ftmodels" (leider weiß ich nicht, wer sich hinter den genialen Modellen dort verbirgt) einen ähnlichen Mechanismus ohne Rückstellfeder, mit Kardan-Gelenk in der Mitte benutzt, um einen Ball auf einer Platte zu steuern: https://youtu.be/1ObdFOjeSV4
Herzlicher Gruß
Dirk
- PHabermehl
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Re: Tilt-Maze-Mechanismus
Oh wow, das Kardangelenk, komplett vergessen bei meinen Überlegungen, danke, Dirk!
M.W.n. war das aber kein offizielles ft-Teil, sondern aus dem Kardanwürfel 35115 bzw. demselben, aus den Kardangelenken 35467 (neu, schwarz) bzw. 31044 (alt, grau) ausgebauten Teil und zwei Hubgelenkstein-Klauen 38446 (ggf. ebenfalls demontiert aus 35467, 31044 oder Hubgelenkstein 38459) von findigen ftlern zusammengesetzt.
Zum User steht da in den Kommentaren zum Video noch mehr, er heißt hier im Forum "Techum" und hat auch einen Link zu einem Forumsthread angegeben...
VG Peter
M.W.n. war das aber kein offizielles ft-Teil, sondern aus dem Kardanwürfel 35115 bzw. demselben, aus den Kardangelenken 35467 (neu, schwarz) bzw. 31044 (alt, grau) ausgebauten Teil und zwei Hubgelenkstein-Klauen 38446 (ggf. ebenfalls demontiert aus 35467, 31044 oder Hubgelenkstein 38459) von findigen ftlern zusammengesetzt.
Zum User steht da in den Kommentaren zum Video noch mehr, er heißt hier im Forum "Techum" und hat auch einen Link zu einem Forumsthread angegeben...
VG Peter
Re: Tilt-Maze-Mechanismus
Dirk, hast du einen Link zu diesem Video?
Zu diesem um-kombinierten Kardan gibt's im Bilderpool auch etwas:
https://ftcommunity.de/bilderpool/model ... llac/2735/
Und in Sachen der Ansteuerung (Summe-Differenz) liefert der Bilderpool eine ganze Menge Material, mit den Stichworten "Gleichlauf" und "Sigma-Delta"
Gruß
Harald
Zu diesem um-kombinierten Kardan gibt's im Bilderpool auch etwas:
https://ftcommunity.de/bilderpool/model ... llac/2735/
Und in Sachen der Ansteuerung (Summe-Differenz) liefert der Bilderpool eine ganze Menge Material, mit den Stichworten "Gleichlauf" und "Sigma-Delta"
Gruß
Harald
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- Cadi04.jpg (116.12 KiB) 5439 mal betrachtet
--- Ich liebe es, wenn ein Modell funktioniert. ---
- Dirk Fox
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Re: Tilt-Maze-Mechanismus
Noch eine Überlegung zur Konstruktion:
Herzlicher Gruß
Dirk
- Eine Ebene ist immer durch drei Punkte eindeutig in ihrer Lage bestimmt (zumindest im dreidimensionalen Raum ).
- Zum Kippen der Ebene genügt es, einen Punkt (am Einfachsten die Mitte) festzuhalten und die beiden anderen in einer Dimension so zu verändern, dass die Ebene in jeweils einer Ebene "kippt".
- Dazu sollten die "Korrekturpunkte" idealerweise im gleichen Abstand zum festen Punkt liegen (gleiche Positionsänderung bewirkt gleichen Kipp-Grad) und
- die Geraden durch je einen variablen und den festen Punkt orthogonal zueinander stehen (dann sind die beiden Kippebenen orthogonal).
Herzlicher Gruß
Dirk
- Dirk Fox
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Re: Tilt-Maze-Mechanismus
Lieber Harald,
https://www.amazon.de/Fischertechnik-51 ... B00784I7KG
- natürlich über als 10 Jahre später als Harald ...
Herzlicher Gruß
Dirk
siehe oben in meinem Post.
Natürlich, ich hätte es mir denken können - der übliche Hase-und-Igel-Effekt ("Bin schon da")... Harald, Du bist einfach der (noch immer ungekrönte) Kaulquappen-King.
Genau - gab es aber auch schon in einem Modell im fischertechnik Profi Pneumatic 3 (516185):PHabermehl hat geschrieben: ↑23 Mär 2023, 09:51M.W.n. war das aber kein offizielles ft-Teil, sondern aus dem Kardanwürfel 35115 bzw. demselben, aus den Kardangelenken 35467 (neu, schwarz) bzw. 31044 (alt, grau) ausgebauten Teil und zwei Hubgelenkstein-Klauen 38446 (ggf. ebenfalls demontiert aus 35467, 31044 oder Hubgelenkstein 38459) von findigen ftlern zusammengesetzt.
https://www.amazon.de/Fischertechnik-51 ... B00784I7KG
- natürlich über als 10 Jahre später als Harald ...
Ei, Techum also... müssen wir unbedingt zu ein paar ft:pedia-Beiträgen motivieren...PHabermehl hat geschrieben: ↑23 Mär 2023, 09:51Zum User steht da in den Kommentaren zum Video noch mehr, er heißt hier im Forum "Techum" und hat auch einen Link zu einem Forumsthread angegeben...
Herzlicher Gruß
Dirk
Re: Tilt-Maze-Mechanismus
Hallo
Nur ein Hinweis
https://ftcommunity.de/knowhow/computin ... /b_on_p_2/
gruss widi
Nur ein Hinweis
Das RoboPro ProgrammVor einer Weile hat "ftmodels" (leider weiß ich nicht, wer sich hinter den genialen Modellen dort verbirgt) einen ähnlichen Mechanismus ohne Rückstellfeder, mit Kardan-Gelenk in der Mitte benutzt, um einen Ball auf einer Platte zu steuern: https://youtu.be/1ObdFOjeSV4
https://ftcommunity.de/knowhow/computin ... /b_on_p_2/
gruss widi
- Dirk Fox
- ft:pedia-Herausgeber
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Re: Tilt-Maze-Mechanismus
Danke für den Hinweis!
Die Links haben mich zu dieser Variante hier geführt:
https://youtu.be/56UyDa0NHvM
Da werden alle drei Punkte bewegt - mit schnellen Servos. Das Ergebnis ist schon äußerst beeindruckend...
Mal sehen, was man da aus fischertechnik mit einem PID-Regler noch herausholen kann.
Herzlicher Gruß
Dirk
P.S.: Und hier ist die Mathe dazu (Kalman-Filter): https://youtu.be/3IpxvVTWXDs
Die Links haben mich zu dieser Variante hier geführt:
https://youtu.be/56UyDa0NHvM
Da werden alle drei Punkte bewegt - mit schnellen Servos. Das Ergebnis ist schon äußerst beeindruckend...
Mal sehen, was man da aus fischertechnik mit einem PID-Regler noch herausholen kann.
Herzlicher Gruß
Dirk
P.S.: Und hier ist die Mathe dazu (Kalman-Filter): https://youtu.be/3IpxvVTWXDs
Re: Tilt-Maze-Mechanismus
Hallo Dirk,
die Links sind klasse!
Übersetzung wäre auch noch drin. Die Stabilität ist noch verbesserungswürdig, besonders an den senkrechten Haltern für die Drehscheiben.
Wie bekommt man eigentlich die Position des Balls mit? Camera?
die Links sind klasse!
Habe mit den Kugelgelenken eine 3-er Tilt-Plattform aufgebaut. Die großen ft-Motoren sind stark genug, um die Plattform zu kippen.Dirk Fox hat geschrieben: ↑23 Mär 2023, 22:34Danke für den Hinweis!
Die Links haben mich zu dieser Variante hier geführt:
https://youtu.be/56UyDa0NHvM
Da werden alle drei Punkte bewegt - mit schnellen Servos. Das Ergebnis ist schon äußerst beeindruckend...
Mal sehen, was man da aus fischertechnik mit einem PID-Regler noch herausholen kann.
Herzlicher Gruß
Dirk
P.S.: Und hier ist die Mathe dazu (Kalman-Filter): https://youtu.be/3IpxvVTWXDs
Übersetzung wäre auch noch drin. Die Stabilität ist noch verbesserungswürdig, besonders an den senkrechten Haltern für die Drehscheiben.
Wie bekommt man eigentlich die Position des Balls mit? Camera?
- Dirk Fox
- ft:pedia-Herausgeber
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- Registriert: 01 Nov 2010, 00:49
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Re: Tilt-Maze-Mechanismus
Hallo Florian,
das sieht ja schon sehr cool aus.
Jetzt noch ein PID-Regler...
Herzlicher Gruß,
Dirk
P.S.: Ich vermute, Du benötigst Encoder, oder?
das sieht ja schon sehr cool aus.
Jetzt noch ein PID-Regler...
Herzlicher Gruß,
Dirk
P.S.: Ich vermute, Du benötigst Encoder, oder?
Re: Tilt-Maze-Mechanismus
Hallo Dirk,
ja Encoder braucht man dazu aber es fehlt noch Einiges.
- Positionserkennung mittels Encoder. Z.B. magnetische Absolut-Encoder
- Motor-Treiber und Servo-Regelung
- End-Stop-Schalter: 2 Schalter oder ein Schalter mit Nocke oder Anschlagerkennung mittels Motor-Strom
(oder man macht es mit dem Absolutencoder)
- Kinematik und Steuerprogramm
- Erkennung der Ball-Position: Wie? z.B. mit Camera. Geht das mit Arduino? Es sei denn man kann Uffi's Technik verwenden.
- Ball-Positions-Regelung
- Dirk Fox
- ft:pedia-Herausgeber
- Beiträge: 1834
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Re: Tilt-Maze-Mechanismus
Hallo Florian,
- betrachte die Fläche als Projektion in der horizontalen Ebene: so, wie es eine darüber montierte Kamera sieht (das ist etwas vereinfacht, weil man die Neigung der Platte ignoriert, aber die hat idealerweise ohnehin einen so niedrigen maximalen Winkel, dass das nicht ins Gewicht fällt)
- montiere eine Kamera, die den Ball/die Kugel erkennt und deren Position liefert (TXT, Pixy)
- zerlege den Vektor vom Mittelpunkt des Balls zum Zielpunkt in drei Komponenten (Deine drei "Beine" der Ebene)
- Rechne die Länge der Komponenten in eine Höhenposition um
- letzteres mit PID-Regler
Endlagentaster brauchst Du nicht; einfach eine maximale Auslenkung festlegen. Als Encoder würde ich die fischertechnik-Encodermotoren probieren.
Herzlicher Gruß
Dirk
es geht auch "einfach":atzensepp hat geschrieben: ↑25 Mär 2023, 18:29ja Encoder braucht man dazu aber es fehlt noch Einiges.
- Positionserkennung mittels Encoder. Z.B. magnetische Absolut-Encoder
- Motor-Treiber und Servo-Regelung
- End-Stop-Schalter: 2 Schalter oder ein Schalter mit Nocke oder Anschlagerkennung mittels Motor-Strom
(oder man macht es mit dem Absolutencoder)
- Kinematik und Steuerprogramm
- Erkennung der Ball-Position: Wie? z.B. mit Camera. Geht das mit Arduino? Es sei denn man kann Uffi's Technik verwenden.
- Ball-Positions-Regelung
- betrachte die Fläche als Projektion in der horizontalen Ebene: so, wie es eine darüber montierte Kamera sieht (das ist etwas vereinfacht, weil man die Neigung der Platte ignoriert, aber die hat idealerweise ohnehin einen so niedrigen maximalen Winkel, dass das nicht ins Gewicht fällt)
- montiere eine Kamera, die den Ball/die Kugel erkennt und deren Position liefert (TXT, Pixy)
- zerlege den Vektor vom Mittelpunkt des Balls zum Zielpunkt in drei Komponenten (Deine drei "Beine" der Ebene)
- Rechne die Länge der Komponenten in eine Höhenposition um
- letzteres mit PID-Regler
Endlagentaster brauchst Du nicht; einfach eine maximale Auslenkung festlegen. Als Encoder würde ich die fischertechnik-Encodermotoren probieren.
Herzlicher Gruß
Dirk
Re: Tilt-Maze-Mechanismus
Hallo zusammen,
manche dieser Projekte nutzen auch einen touchscreen bzw. davon nur die touch Oberfläche, dann natürlich mit einem entsprechenden Ballmaterial.
Als Kamera ginge auch diese z.B. wie hier beschrieben.
vg
Jan
manche dieser Projekte nutzen auch einen touchscreen bzw. davon nur die touch Oberfläche, dann natürlich mit einem entsprechenden Ballmaterial.
Als Kamera ginge auch diese z.B. wie hier beschrieben.
vg
Jan
Meine 3D-Designs für fischertechnik: www.printables.com/social/202816-juh www.thingiverse.com/juh
Re: Tilt-Maze-Mechanismus
Inzwischen habe ich mit der Motorisierung begonnen. Für die Winkelbestimmung verwende ich AS5600-Magnet-Encoder.
Jede Motor-Encoder-Combo bildet mit einem PID-Regler einen Servo.
Der ursprüngliche Ansatz war, jeden Schenkel mit einem Power-Motor und Z10/Z40 anzutreiben.
Der Motor hat zwar genug Kraft. Wenn ich ihn aber über einen PWM-PID regele zittert er momentan noch recht Parkinson-artig.
Ich vermute, dass das an der Grobheit der Motor-Pole liegt. Daher muss man stärker übersetzen.
Das geht, z.B. wenn der Motor die Schenkelachse mit Schnecke + Z20 antreibt.
Leider ist die Geschwindigkeit mit ca. 45 Grad / s nicht so hoch. Ob das ausreicht zu balancieren bleibt zu prüfen.
Ich werde noch etwas mit den PID-Parametern rumspielen. Derzeit habe ich:
pwm-limit=222, kp=5, ki=1 und kd=0.1 (verwende die Arduino-Library PID_v1)
Zur "Not" muss ich echte Servos oder Schrittmotoren verwenden.
Grüße
Florian
Jede Motor-Encoder-Combo bildet mit einem PID-Regler einen Servo.
Der ursprüngliche Ansatz war, jeden Schenkel mit einem Power-Motor und Z10/Z40 anzutreiben.
Der Motor hat zwar genug Kraft. Wenn ich ihn aber über einen PWM-PID regele zittert er momentan noch recht Parkinson-artig.
Ich vermute, dass das an der Grobheit der Motor-Pole liegt. Daher muss man stärker übersetzen.
Das geht, z.B. wenn der Motor die Schenkelachse mit Schnecke + Z20 antreibt.
Leider ist die Geschwindigkeit mit ca. 45 Grad / s nicht so hoch. Ob das ausreicht zu balancieren bleibt zu prüfen.
Ich werde noch etwas mit den PID-Parametern rumspielen. Derzeit habe ich:
pwm-limit=222, kp=5, ki=1 und kd=0.1 (verwende die Arduino-Library PID_v1)
Zur "Not" muss ich echte Servos oder Schrittmotoren verwenden.
Grüße
Florian
Re: Tilt-Maze-Mechanismus
Das Zittern kann auch an einem zu großen kp oder kd liegen. Versuch mal, diese Werte zu reduzieren, ob das Zittern dann aufhört.
Gruß, uffi
Gruß, uffi